CN101200595B - 一种改性乳化沥青 - Google Patents
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Abstract
一种改性乳化沥青，涉及一种采用乳化剂对石油沥青进行改性而得到的改性乳化沥青产品，改性乳化沥青按重量百分比由下列组分组成：55～65％的沥青，1.0～4.0％的石油酸季胺盐类阳离子乳化剂，1.5～5.0％的阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的一种或两种产品的混合物，32～42％的水，该乳化沥青产品，性质完全符合国家有关标准要求，与石料具有良好的粘附性，贮存稳定性好，产品采用环烷基原油加工过程中的副产品石油酸为原料制备季胺盐类乳化剂，因而其与基质沥青具有更好的配伍性，乳化效果更好，产品性能很稳定，低温性能更好。
Description
技术领域
本发明涉及改性石油沥青，特别涉及一种采用乳化剂对石油沥青进行改性而得到的改性乳化沥青产品。
背景技术
随着我国高速公路的建设及使用年限的延长，高速公路的维修养护工作已经成为我国公路部门的重点工作。改性乳化沥青是一种添加橡胶胶乳类高分子聚合物的乳化沥青产品，既吸取了橡胶沥青材料的特性，又保留着乳化沥青的优点，使乳化沥青的耐候性提高，弹性、粘结性、韧性和抗衰老性增强，同时可以提高微表处的高温稳定性、低温抗裂性、内聚力、粘附性、抗剥落能力、早期强度、防水性能，从而延长其使用寿命。改性乳化沥青可广泛应用于高等级道路的铺筑及日常养护工程中，尤其是路面养护微表处的处理工艺必须使用改性乳化沥青产品，其技术性能优劣将直接影响微表处技术的成败。
由张德勤等人编写、中国石化出版社出版的《石油沥青的生产与应用》一书中介绍，目前，国内改性乳化沥青的种类很多，改性乳化沥青的制备方法有三种。第一种方法称为二次热混合法，即橡胶胶乳经过两次热混合分散过程。第二种方法称为一次热混合法，即橡胶胶乳与沥青乳液经过一次热混合分散过程。第三种方法称为一次冷混合法，即橡胶胶乳与沥青乳液经过一次冷混合分散过程。这几种方法均存在着乳液不稳定，乳化剂性能差等方面缺陷。
优质的改性乳化沥青产品在工程应用中，要求同时具备分散稳定性和破乳凝聚性两种性质，乳化剂、改性材料和所用沥青材料的性能和配伍是决定改性乳化沥青质量的关键因素。ZL02160143.7、ZL02160144.5、02160148.8和02160155.0公开的乳化改性沥青制备方法，或者先将改性剂胶乳直接加入到基质沥青中充分混匀后，再和乳化剂溶液混合乳化制得改性乳化沥青，或者先将改性剂胶乳和乳化剂溶液充分混合均匀后，加热至一定温度，再与基质沥青通过乳化机混合乳化，经机械搅拌消泡后制得改性乳化沥青，或者先将沥青和乳化剂溶液混合均匀后，经乳化机混合乳化制得乳化沥青，然后将改性剂胶乳加入乳化沥青中搅拌混合制得改性乳化沥青，或者先将基质沥青中加入改性剂制得改性沥青，再在改性沥青中加入乳化剂，混合乳化后制得乳化改性沥青。上述乳化剂采用季胺盐类或木质胺类、酰胺基多胺类、咪唑啉类，改性剂采用丁苯胶乳或氯丁胶乳、丁二烯-苯乙烯-丁二烯胶乳等。但由于制备工艺利用盐酸来提高乳化剂的反应活性及增加贮存稳定性，故存在设备腐蚀，环境污染问题，且产品存在不稳定因素。
申请号200510077107.7采用造纸废液作为乳化剂，并添加稳定剂、交联反应剂制得一种高性能的复合乳化改性沥青材料，其制备过程较为复杂；ZL02122841.8公开一种聚合物乳化重交沥青混合胶体，其制备过程需加入分散剂及稳定剂；90107907.3和200310104916.3申请涉及的乳化沥青，采用阴、阳离子或非离子表面活性剂复合体系制备乳化沥青，但未对沥青进行改性。
发明内容
本发明的目是在于提供一种改性乳化沥青产品，该产品的各项技术指标均满足JTGF40-2004中的改性乳化沥青的技术要求，具有贮存稳定性好，与石料粘附性良好特性，可广泛用于新建道路的表面磨耗层及旧路面的维修养护。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案为：一种改性乳化沥青，改性乳化沥青按重量百分比由下列组分组成：55～65％的沥青，1.0～4.0％的石油酸季胺盐类阳离子乳化剂，1.5～5.0％的阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的一种或两种产品的混合物，32～42％的水。
所述的沥青为氧化沥青、溶剂脱沥青或重交沥青中的一种或以上沥青的混合物。所述沥青的25℃针入度范围控制在40～150(0.1mm)。
石油酸季胺盐类阳离子乳化剂的分子量为300～550，HLB值为10～14。为环烷基原油加工过程中的副产品石油酸为原料制备的季胺盐类阳离子乳化剂。
所述的聚合物改性剂为阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的固含量为20～60％。
改性乳化沥青产品的具体制备过程如下：(1)将1.0～4.0％重量乳化剂和1.5～5.0％重量聚合物改性剂可不分先后顺序地加入到32～42％重量水中，在40～80℃温度下搅拌0.5～3小时充分混合待用；(2)将55～65％重量基质沥青加热到130～160℃待用；(3)先将40～80℃的混合水溶液加入到胶体磨中循环，然后缓慢加入130～160℃的基质沥青，待全部沥青在转速为3000～5000转/分的胶体磨中加入完毕，混合物再循环1分钟，即可制得改性乳化沥青产品。
本发明工艺简单，操作方便，不腐蚀设备，不会产生三废，对环境无污染。制备的改性乳化沥青产品，性质完全符合交通部《公路改性沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的改性乳化沥青技术指标要求，与石料具有良好的粘附性，贮存稳定性好。产品由于采用环烷基原油加工过程中的副产品石油酸为原料制备季胺盐类乳化剂，因而其与基质沥青具有更好的配伍性，乳化效果更好，产品性能很稳定。产品所用的基质沥青由于采用环烷基原油加工得到的组分，因而由其制备出的改性乳化沥青产品低温性能更好。
具体实施方式
实施例中使用地基质沥青是利用中国石油克拉玛依石化公司的环烷基原油为原料生产的氧化沥青、溶剂脱沥青或重交沥青中的一种或两种或两种以上沥青产品的混合物，其中基质沥青的25℃针入度范围控制在40～150(0.1mm)。
使用的乳化剂为中国石油克拉玛依石化公司生产销售的石油酸季胺盐类阳离子乳化剂，该乳化剂的分子量为300～550，HLB值为10～14，制备该产品所需的石油酸原料为克拉玛依石化公司加工环烷基原油的副产品。
使用的聚合物改性剂为阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的一种或两种产品的混合物，产品的固含量控制在20～60％之间，市场有售。
实施例1
在带有搅拌器的容器中，加入5.0％重量的改性剂阳离子丁苯胶乳，4.0％重量的NE-6乳化剂及36％重量的水，在40℃温度条件下搅拌3小时以充分混合均匀，制成混合水溶液待用。在另一容器中加入55％重量的克石化公司加工的90#重交沥青，加热至160℃待用，再将40℃的混合水溶液加入到胶体磨循环，然后缓慢加入160℃的基质沥青，待全部沥青在转速为5000转/分的胶体磨中加入完毕，再循环1分钟，即可制得改性乳化沥青产品。产品经分析，筛上剩余量(1.18mm)0.02％，标准粘度(C25，3)32秒，蒸发残留物含量60.2％，25℃针入度(0.1mm)52，软化点56℃，5℃延度130cm，与矿料的粘附性(裹覆面积)＞2/3，贮存稳定性一天为0.13％、5天为2.0％。
实施例2～35以及对比实施例脱钙工艺过程同实施例1，各实施例组分、工艺条件及产品性质分别见表1～表8。
表1产品工艺条件及性质分析
表2产品工艺条件及性质分析
表3产品工艺条件及性质分析
表4产品工艺条件及性质分析
表5产品工艺条件及性质分析
表6产品工艺条件及性质分析
表7产品工艺条件及性质分析
表8对比样品性质分析
以上实施例中，乳化剂NE-6和乳化剂NE-6H分别是以克拉玛依石化公司环烷基原油加工过程中副产品环烷酸为原料生产的乳化剂，而NY-1乳化剂是以硬脂酸为原料生产的乳化剂，从表8的对比实施例可以看出，采用NY-1乳化剂制备的改性乳化沥青产品，其贮存稳定性和贮存1天改性乳化沥青外观均比采用乳化剂NE-6和乳化剂NE-6H制备的改性乳化沥青产品性能差。
Claims (5)
1.一种改性乳化沥青，其特征在于，改性乳化沥青按重量百分比由下列组分组成：55～65％的沥青，1.0～4.0％的石油酸季胺盐类阳离子乳化剂，1.5～5.0％的阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的一种或两种产品的混合物，32～42％的水；其中，所述的沥青为中国石油克拉玛依石化公司的环烷基原油为原料生产的氧化沥青、溶剂脱沥青或重交沥青中的一种或以上沥青的混合物。
2.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述沥青的25℃针入度范围控制在40～150 0.1mm。
3.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：石油酸季胺盐类阳离子乳化剂的分子量为300～550，HLB值为10～14。
4.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于：所述石油酸季胺盐类阳离子乳化剂为环烷基原油加工过程中的副产品石油酸为原料制备的季胺盐类阳离子乳化剂。
5.按照权利要求1所述的改性乳化沥青，其特征在于所述的阳离子丁苯橡胶胶乳或阳离子苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物胶乳的固含量为20～60％。
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